[发明专利]一种高耐污超高频响数字液压开关阀及工作方法

说明书

本发明公开了一种高耐污超高频响数字液压开关阀及工作方法，该液压开关阀包括电磁励磁单元、电磁球体作动单元及液压通断单元，电磁励磁单元沿电磁球体作动单元轴向外围设置，通过螺帽与电磁球体作动单元相固定，电磁球体作动单元通过固定螺母与液压通断单元相固定；本发明具有结构简单紧凑、制造工艺性好、动作灵敏、寿命长、密封性能好、无运动摩擦力、惯性力小、面积梯度大、动静态性能好且高耐污染能力、超高频率响应等显著优势。

技术领域

本发明涉及一种液压阀，特别是一种具有高耐污、超高频率响应特性的数字液压开关阀及工作方法。

背景技术

传统液压领域的位置与力精确控制通常采用伺服阀、比例阀或开关阀作为主控制元件。其中，伺服阀控制性能最高，但结构复杂，且滑阀式的阀芯阀套对油液清洁度敏感，系统故障率高、能耗大，后期运维要求及成本高；比例阀控制性能次之，较伺服阀结构适中，电气控制系统相对简单且对油液敏感度大大降低，系统工作较为可靠，但维护成本较高；开关阀控制性能较低，通常是采用电磁阀对液压缸的位置或者力进行控制，由于电磁阀的滑阀式结构造成较大的内泄漏，为了实现液压缸的位置或者力闭环控制，必须在液压缸控制回路上设置其他具有通断功能的液压元件，这样造成液压系统复杂；同时，由于电磁阀的响应频率较低，通常为几十甚至上百毫秒，为了实现液压缸的位置或者力闭环的精准控制，还必须在液压缸控制回路上设置其他具有节流功能的液压元件，由于节流元件的差异性及负载的变化，容易导致位置及力控制系统的超调甚至震荡等现象；再者，电磁阀通过电磁线圈的励磁直接驱动衔铁，有衔铁推动阀芯运动，阀体结构复杂。上述因素造成液压控制系统复杂、功耗大且阀的使用寿命短等技术难题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种结构简单紧凑、适应超高频响应动作、高耐污染、低能耗及零泄漏的数字液压开关阀及工作方法，以满足液压系统的位置或者力控制要求。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种高耐污超高频响数字液压开关阀，包括电磁励磁单元、电磁球体作动单元及液压通断单元；其中，电磁励磁单元沿电磁球体作动单元轴向外围设置，通过螺帽与电磁球体作动单元相固定，电磁球体作动单元通过固定螺母与液压通断单元相固定。

电磁励磁单元由轭铁、励磁线圈、导磁壳体以及螺帽组成，为整体式结构。其中，励磁线圈置于轭铁与导磁壳体之中。

电磁球体作动单元包括沿轴向设置的导磁套管、非导磁套管、静衔铁、密封球体以及导磁本体，导磁套管设置有第一O形圈；其中，导磁套管一端与非导磁套管一端焊接，非导磁套管另一端与静衔铁焊接，静衔铁一部分置于非导磁套管内；静衔铁与密封球体接触处加工有球形导磁槽，球形导磁槽镀有缓冲镀层，球形导磁槽中部内凹槽中设置有第一弹；导磁本体与密封球体接触处设置有耐磨镀层；

液压通断单元包括阀体和设置在阀体内的阀座，阀座设置有第二O形圈，小球体经第二弹簧并由弹簧座通过螺纹固定在阀座中。其中，阀座与密封球体接触处加工有球形密封槽，球形密封槽镀有密封镀层；阀座与密封球体接触处加工有球形导向槽；

固定螺母套接在导磁本体和阀座端部用于连接电磁球体作动单元与液压通断单元；

阀体端部上方开有主压力油口，阀体内部开有与主压力油口连通的主压力油孔，阀座外周圈开有与主压力油孔连通的通油环，导磁本体内部开有通油环依次连通的通油槽和通油道，静衔铁与密封球体、导磁本体和阀座间形成与通油道连通的密封腔；阀座中部依次开有与密封腔连通的注油孔和通油孔；

阀体端部下方开有次压力油口，阀体内部开有与次压力油口依次连通的次压力油孔和底部油腔；

所述密封球体的两侧加工成平面，密封球体的两侧平面与与导磁本体端部的导磁本体平面间的间隙为非工作气隙；密封球体与静衔铁的缓冲镀层(14)间的间隙为工作气隙。